CZ207494A3

CZ207494A3 - Switch with a switching tube

Info

Publication number: CZ207494A3
Application number: CZ942074A
Authority: CZ
Inventors: Henri Duffour; Philippe Goerend; Dominique Loutan
Original assignee: Secheron Sa
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1995-03-15
Also published as: US5543598A; EP0641001A1; CN1105146A; CN1035703C; FI943944A7; CH686326A5; JPH07153353A; FI943944A0

Description

Oblast techniky

Vynález se týká spínače se spínací elektronkou, uspořádanou mezi dvěma proudovými přípojkami a ovládanou pohonem, která sestává z evakuovaného trubkového tělesa s jedním pevným a jedním pohyblivým spínacím kusem, u něhož je pevný spínací kus s pevným nosičem upevněn na první proudové přípojce, a pohyblivý nosič pohyblivého spínacího kusu, ovládaný pohonem, je prostřednictvím vlnovce vakuově utěsněn a prostřednictvím kluzného vedení je v ose spínací elektronky vyveden z trubkového tělesa a elektricky vodivě spojen s druhou proudovou přípojkou.

Jestliže se takový spínač použije jako hnací spínač elektrického hnacího vozidla, potom musí tento spínač vykonávat poměrně velký počet sepnutí a tudíž podléhá velkému opotřebení. Přitom zvlášť náchylná k opotřebení je spínací elektronka uspořádaná v tělese spínače, jejíž vakuová těsnost je především dána vlnovcem, zajišťujícím vakuotěsné vedení pohyblivého spínacího kusu ven z vnitřku spínací elektronky.

Dosavadní stav techniky

Vynález vychází ze stavu techniky, který představují patenty US 4 071 727 A, EP 0 054 670 A2 nebo EP 0 132 804 Bl. Spínací elektronka popsaná v těchto spisech je opatřena kluzným vedením pro pohyblivý spínací kus, který je veden vakuotěsné prostřednictvím vlnovce uvnitř spínací elektronky. Toto kluzné vedení přitom zaručuje vedení pohyblivého spínacího kusu prakticky podél osy spínací elektronky. Při vkládání spínací elektronky do tělesa spínače však není s jistotou zcela vyloučeno její poškození.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit spínač uvedeného druhu, který může být bez problémů vyroben a udržován a u kterého je možno s vysokou provozní jistotou provádět velký počet sepnutí.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje spínač se spínací elektronkou uspořádanou mezi dvěma proudovými přípojkami a ovládanou pohonem, která sestává z evakuovaného trubkového tělesa s jedním pevným a jedním pohyblivým spínacím kusem, u něhož je pevný spínací kus s pevným nosičem upevněn na první proudové přípojce, a pohyblivý nosič pohyblivého spínacího kusu, ovládaný pohonem, je prostřednictvím vlnovce vakuově utěsněn a prostřednictvím kluzného vedení je v ose spínací elektronky vyveden z trubkového tělesa a elektricky vodivě spojen s druhou proudovou přípojkou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že kluzné vedení sestává z objímky, rozebíratelně upevněné na přírubě trubkového tělesa, a že v objímce je upravena bud axiální vodicí drážka, vedená ve vnitřní ploše objímky a kluzné těleso pohyblivého nosiče je opatřeno vodicím elementem, vedeným ve vodicí drážce a přidržovaným na pohyblivém nosiči, nebo že objímka má vnitřní plochu odlišnou od rotační plochy a kluzné těleso má plášťovou plochu, přizpůsobenou vnitřní ploše objímky odlišné od rotační plochy.

Spínač podle vynálezu má snadno vyrobitelné kluzné vedení, které zaručuje přesné vedení pohyblivého spínacího kusu spínací elektronky v axiálním směru a brání přenosu nežádoucích torzních sil, jakož i radiálně působících silových komponent, na vlnovec spínací elektronky. Toto kluzné vedení je možno velmi snadno upravit na komerčně dostupné spínací elektronce a tím umožnit montáž spínací elektronky v tělese spínače, aniž by byl poškozen vlnovec zaručující vakuovou těsnost spínací elektronky. Kluzné vedení současně brání axiálním ohraničením spínacího pohybu stlačení vlnovce při vypnutí. Proto může spínač podle vynálezu provádět velký počet sepnutí, aniž by byl vlnovec mechanicky nepřípustně namáhán a tím ohrožena vakuová těsnost spínací elektronky. Spínač podle vynálezu má proto zvlášť velkou provozní bezpečnost i po četných provedených sepnutích, přičemž jeho provedení je vhodné jak z montážního, tak i z údržbářského hlediska. Vzhledem k tomu je možno spínač podle vynálezu zvlášť výhodně použít jako hlavní spínač v elektrických hnacích vozidlech, u nichž stojí v popředí vysoká bezpečnost i po dlouhé době provozu za ztížených provozních podmínek.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na třech příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje axiální řez tělesem spínače podle vynálezu, v němž je umístěna spínací elektronka, obr. 2 v perspektivním pohledu levou koncovou část spínací elektronky prvního provedení spínače podle obr. 1, obr. 3 axiální řez podél spínací elektronky z obr. 2, čáry

III-III koncovou částí obr. 4 axiální řez koncovou částí spínací elektronky podle druhého provedení podle vynálezu, mírně obměněného oproti prvnímu provedení, obr. 5 v perspektivním pohledu levou koncovou část spínací elektronky podle třetího provedení spínače podle obr. 1, a obr. 6 axiální řez podél čáry VI-VI koncovou částí spínací elektronky spínače podle obr. 5.

Příklady provedeni vynálezu

Na všech obrázcích označují stejné vztahové značky stejně působící součásti. U příkladů provedení vynálezu, znázorněných na obr. 1 až 6, sestává spínač, který se umísťuje na hnacím vozidle, z v podstatě válcově symetrické spínací elektronky χ. Koncentricky s její osou 2 je uspořádáno trubkové těleso 3. spínače, v němž je elektronka 1. Těleso 2 spínače sestává z dutého válce a ze dvou kovových proudových umístěna spínací izolátoru 4 tvaru přípojek, pevně spojených s izolátorem 4, z nichž jedna je vytvořena jako víko 5 a druhá jako trubkové duté těleso 6.

Spínací elektronky se vyrábějí ve velkých množstvích a sestávají vždy z trubkového tělesa 7 (znázorněného na obr. 1) se dvěma spínacími kusy. Jak vyplývá z obr. 1, je na levém konci trubkového tělesa 7 veden vakuotěsně tímto trubkovým tělesem 2 do vnitřku spínací elektronky 1 pohyblivý nosič 8 pohyblivého spínacího kusu, který je posuvný ve směru osy 2 pohonem (naznačeným dvojitou šipkou). Tento pohyblivý nosič 8 je pomocí neznázorněného spojovacího elementu elektricky vodivé spojen s proudovou přípojkou vytvořenou jako trubkové duté těleso 6. Na pravém konci trubkového tělesa 7 je vyveden ven z vnitřku trubkového tělesa 7 pevný nosič 9 pevného spínacího kusu. Na svém vyčnívajícím konci je pevný nosič 9 vytvořen jako závitové hrdlo 10. Toto závitové hrdlo 10 je zašroubováno v neoznačené závitové díře víka 5 tvořícího proudovou přípojku a slouží proto jednak k upevnění pravého konce spínací elektronky i v tělese 3 spínače a jedna k vytvoření proudového přechodu z pevného nosiče 9 do proudové přípojky ve formě víka 5. Izolační díl ϋ» který má v podstatě tvar prstence, slouží k přidržování levého konce spínací elektronky 1 v tělese 2 spínače.

Na neviditelných volných koncích nosičů 8 a 9. je umístěn vždy jeden z obou kontaktních neboli spínacích kusů. Při zapnutí se pohyblivý nosič 8 pomocí svého pohonu přemístí směrem doprava, takže oba spínací kusy se vzájemně dotknou.

Na obr. 2 je znázorněno kluzné vedení, které zaručuje axiální vedení pohyblivého nosiče 8 a kterým se bezpečně zabrání natočení pohyblivého nosiče 8. kolem osy 2 spínací elektronky 1. Toto kluzné vedení sestává z objímky 12 ve formě dutého válce, vyrobené z otěruvzdorného materiálu, s výhodou z ložiskového kovu nebo plastu, například polytetrafluorethylenu, s montážní přírubou 13 a vodicím elementem 14, který je veden v části pohyblivého nosiče 8, působící jako kluzné těleso. Objímka 12 má axiální délku alespoň tak velkou, že zaručuje axiální vedení pohyblivého nosiče 8 bez jeho vzpříčení. Obvykle odpovídá axiální délka objímky 12 přibližně průměru kluzného tělesa uloženého na vnitřní ploše objímky 12. Vhodnou délkou objímky 12. uložením kluzného tělesa na vnitřní ploše objímky 12 s malou vůlí, a konečně i velkou pevností v ohybu kluzného tělesa a objímky 12 je dosaženo toho, že pohyblivý nosič 8 je posuvný pouze v axiálním směru. Montážní příruba 13 je dvěma šroubovými spojeními 15 připevněna k přírubě 16 trubkového tělesa 7.

Jak vyplývá z obr. 3, sestává každé šroubové spojení 15 ze šroubu 17., připevněného na přírubě 16 a vedeného neoznačenou dírou montážní příruby 13., a z matice 18. Pohyblivý nosič 8 obklopuje vlnovec 19, který je svým pravým koncem vakuotěsně spojen s pohyblivým nosičem 8 a svým levým koncem je vakuotěsně spojen s trubkovým tělesem 7. Část pohyblivého nosiče 8 sloužící jako kluzné těleso kluzného vedení končí dorazem 20, který ohraničuje zdvih c pohyblivého spínacího kusu při vypnutí. V části pohyblivého nosiče 8 sloužící jako kluzné těleso je vyfrézována přidržovací drážka 21 rozkládající se v axiálním směru, do níž je lícované vložena dolní část vodícího elementu 14.. Vodicí element 14 ie s výhodou vytvořen ve formě kvádru. Horní část vodícího elementu 14 je téměř bez vůle vedena ve vodicí drážce 22. vytvořené na vnitřní ploše objímky 12 v axiálním směru.

Způsob činnosti tohoto provedení spínače střídavého proudu podle vynálezu je následující: při vypnutí je pohyblivý nosič 8 pohyblivého spínacího kusu veden ze sepnuté polohy, znázorněné na obr. 3, směrem doleva. Část pohyblivého nosiče 8, vedená kluzné na vnitřní ploše objímky 12, zaručuje přesné axiální vedení a zabraňuje přenosu radiálních sil z pohyblivého nosiče 8 na vlnovec 19, které mohou vznikat zejména při vkládání spínací elektronky 1 do tělesa 3 spínače nebo při údržbářských pracech. Současně je zajištěno to, že pohon působí neustále na pohyblivý spínací kus axiálně. Přídavné vodicí elementy pro pohon jsou proto zbytečné. Navíc se vedením vodícího elementu 14 ve vodicí drážce 22 téměř bez vůle zabrání přenosu nežádoucích torzních sil na vlnovec 19. To je zvlášť výhodné při montáži a při údržbářských pracech, při nichž se jinak nezamýšleným otáčením pohyblivého nosiče 8 vlnovec 19 může snadno poškodit, čímž se zruší vakuotěsnost.

Když pohyblivý spínací kus vykonal zdvih c dostatečný pro vytvoření izolační vzdálenosti kontaktů, narazí doraz 20 na konec objímky 12 na straně kontaktů. Tím se zabrání nežádoucímu velkému stlačení vlnovce 19 a předčasnému vzniku netěsnosti spínací elektronky i·

U varianty spínače podle vynálezu, znázorněné na obr. 4, je montážní příruba 13 objímky 12 připevněna k přírubě 16 trubkového tělesa 7 pomocí svěracího prstence 23. Tím je dosaženo zvlášť jednoduché montáže objímky 12 ve spínacích elektronkách 1, u nichž nemá příruba 16 trubkového tělesa 7 spínací elektronky 1 žádné axiální šrouby 17.

U varianty spínače podle vynálezu, znázorněné na obr. 5 a 6, je objímka 12,, podobně jako u varianty podle obr. 2 a 3, přišroubována k přírubě 16, avšak může být rovněž, podobně jako u varianty podle obr. 4, s přírubou 16 spojena svěracím prstencem 23,. Kluzné těleso pohyblivého nosiče 8 vedené v objímce 12 je tvořeno pouzdrem 24, které má profilovanou plášťovou plochu. Tato plášťová plocha má s výhodou eliptický, čtvercový, šestiúhelníkový nebo jakýkoli jiný mnohoúhelníkový profil. Pouzdro 24 je opatřeno středovou válcovou dírou. Pouzdro 24 je na svém konci přivráceném k pohonu opatřeno vybráním, které prstencovitě obklopuje pohyblivý nosič 8, a které slouží pro uložení upínacího prstence 25, který se nasune na pohyblivý nosič 8. Tímto upínacím prstencem 25 jsou v axiálním směru vedeny upínací šrouby 26. Ve dnu vybrání jsou provedeny v axiálním směru závitové díry 27, do nichž se zašroubují šrouby 26. Na konci pouzdra 24, který je přivrácen k pevnému spínacímu kusu, je upraven doraz 20.

Objímka 12 má vnitřní plochu slícovanou s plášťovou plochou pouzdra 24. Objímka 12 a/nebo pouzdro 24 jsou provedeny z otěruvzdorného materiálu, zejména z ložiskového kovu a/nebo plastu, například z polytetrafluorethylenu.

Při montáži se nejprve pouzdro 24 nasune na válcovou část pohyblivého nosiče 8, slícovanou s jeho dírou, načež se upevní přišroubováním upínacího prstence 25 na pohyblivém nosiči 8,. Protože objímka 12 má vnitřní plochu slícovanou s plášťovou plochou pouzdra 24, je i u této varianty řešení podle vynálezu zaručeno přesně axiální vedení pohyblivého nosiče 8 a podobně jako u předtím popsaných provedení je zcela zabráněno vykonávání radiálních a/nebo azimutálních pohybů pohyblivého nosiče 8. Vhodným upevněním pouzdra 24 je dosaženo toho, že při vypnutí narazí doraz 20 po proběhnutí předem stanoveného β

zdvihu £ pohyblivého spínacího kusu na pevný konec objímky 12 přivrácený k pevnému spínacímu kusu, a zabrání tak nadměrnému stlačení vlnovce 19.

Toto provedení řešení podle vynálezu je vhodné pro spínací elektronky, které mají pohyblivý spínací kus s hladkým válcovým pohyblivým nosičem 8, kdežto provedení podle obr. 2a 3, popřípadě podle obr. 4, jsou vhodná pro spínací elektronky, u nichž je v pohyblivém nosiči 8 pohyblivého spínací kusu již upraveno prohloubení tvaru drážky.

Claims

PATENTOVÉ N Á R O K Y

1. Spínač se spínací elektronkou (1), uspořádanou mezi dvěma proudovými přípojkami (5, 6) a ovládanou pohonem, která sestává z evakuovaného trubkového tělesa (7) s jedním pevným a jedním pohyblivým spínacím kusem, u něhož je pevný spínací kus s pevným nosičem (9) upevněn na první proudové přípojce (5), a pohyblivý nosič (8) pohyblivého spínacího kusu, ovládaný pohonem, je prostřednictvím vlnovce (19) vakuově utěsněn a prostřednictvím kluzného vedení je v ose (2) spínací elektronky vyveden z trubkového tělesa (7) a elektricky vodivě spojen s druhou proudovou přípojkou (6), vyznačuj ící se tím, že kluzné vedení sestává z objímky (12), rozebíratelně upevněné na přírubě (16) trubkového tělesa (7), a že v objímce (12) je upravena buď axiální vodicí drážka (22) , vedená ve vnitřní ploše objímky (12) a kluzné těleso pohyblivého nosiče (8) je opatřeno vodicím elementem (14), vedeným ve vodicí drážce (22) a přidržovaným na pohyblivém nosiči (8), nebo že objímka (12) má vnitřní plochu odlišnou od rotační plochy a kluzné těleso má plášťovou plochu, přizpůsobenou vnitřní ploše objímky (12) odlišné od rotační plochy.
2. Spínač podle nároku 1, vyznačující se tím, že objímka (12) je opatřena montážní přírubou (13), upevněnou pomocí šroubů (17) nebo pomocí svěracího prstence (23) na přírubě (16) trubkového tělesa (7).
3. Spínač podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kluznému tělesu pohyblivého nosiče (8) je přiřazen doraz (20) spolupracující s objímkou (12), který při vypnutí ohraničuje zdvih (c) pohyblivého spínacího kusu.
4. Spínač podle jednoho z nároků 1 až 3,vyznač u- L0 jící se tím, že v části pohyblivého nosiče ($), sloužící jako kluzné těleso, je upravena přidržovací drážka (21), v níž je částečně uložen vodicí element (14).
5. Spínač podle nároku 4, vyznačující se tím, že část vodícího elementu (14), odvrácená od přidržovací drážky (21), je vedena ve vodicí drážce (21) téměř bez vůle.
6. Spínač podle jednoho z nároků 1 až 3,vyznačující se tím, že kluzné těleso je tvořeno pouzdrem (24) s profilovanou válcovou plochou, nasunutým na válcovou část pohyblivého nosiče (8).
7. Spínač podle nároku 6, vyznačující se tím, že plástová plocha má eliptický, čtvercový, šestiúhelníkový nebo jakýkoli jiný mnohoúhelníkový profil.
8. Spínač podle jednoho z nároků 6 nebo 7, v y z n a č ující se tím, že pouzdro (24) je na svém konci přivráceném k pevnému spínacímu kusu opatřeno dorazem (20) ohraničujícím při vypnutí zdvih (c) pohyblivého spínacího kusu.
9. Spínač podle jednoho z nároků 6 až 8,vyznačující se tím, že pouzdro (24) je na svém konci odvráceném od pohyblivého spínacího kusu opatřeno vybráním, které prstencovitě obklopuje pohyblivý nosič (8), a které slouží pro uložení upínacího prstence (25) nasunutého na pohyblivý nosič (8).
10. Spínač podle nároku 9,vyznačující se tím, že upínacím prstencem (25) jsou vedeny v axiálním směru upínací šrouby (26), a že ve dnu vybrání jsou upraveny v axiálním směru závitové díry (27) pro šrouby (26).